学习和研究现代电磁场数值计算理论和算法的目的是用其解决各种实际的复杂电磁场问题。在雷达目标隐身和反隐身技术研究,雷达目标特性识别,复杂天线系统设计,现代电子系统电磁兼容性分析等领域,经常需要对一些具有复杂结构和复杂媒质组成的三维电大尺寸目标作电磁建模。本文就是围绕这些为背景展开,研究金属介质混合结构目标的电磁散射特性。本文选择表面积分方程理论作为理论基础,以矩量法(MoM)作为数值求解方法,并使用多层快速多极子(MLFMA)来加速求解过程和降低存储要求,使复杂电大尺寸目标的电磁散射特性分析成为可能。然而这些方法都是建立在均匀空间模型的基础上,没有考虑周围环境因素的影响,所以在考虑目标体处于半空间环境中更有实际意义。本文的研究工作正是基于上述的工程应用背景下展开的,将目前较为成熟的均匀空间电磁场求解的各种算法扩展到半空间环境中,考虑了各种环境因素对目标散射特性的影响,使目标与环境一体化高效建模成为可能。本文首先从电磁场的基本理论出发,基于等效原理和边界条件建立了用于分析金属、介质及金属与介质混合结构的表面积分方程(PMCHW)。其次,本文对传统积分方程(PMCHW)进行了改进,深入研究了一种新型的积分方程(JMCFIE),得到了具有良好性态的阻抗矩阵,从而加速了对半空间三维复杂目标电磁散射特性数值计算的速度,一系列算例证明了此方法的可靠性。在此基础上,本文还对手征媒质涂敷导电目标的电磁散射特性进行了研究,一些数值计算结果的给出,验证了此方法的正确性与有效性,使其具有一定的理论意义和实用价值。